Hiệu suất gia công không chỉ phụ thuộc vào máy CNC hay chế độ cắt mà còn chịu ảnh hưởng lớn từ vật liệu chế tạo dụng cụ cắt gọt. Việc lựa chọn đúng vật liệu giúp tăng tuổi thọ dao, cải thiện chất lượng bề mặt, giảm thời gian gia công và tối ưu chi phí sản xuất.

Mỗi loại vật liệu đều có những đặc tính riêng, phù hợp với từng điều kiện gia công và từng loại phôi khác nhau. Vì vậy, trước khi lựa chọn dao cụ, người vận hành cần hiểu rõ các tiêu chí đánh giá vật liệu.

Vì sao cần lựa chọn đúng vật liệu dụng cụ cắt gọt?

Nếu sử dụng vật liệu không phù hợp, dụng cụ có thể gặp các vấn đề như:

• Mòn dao nhanh.
• Mẻ lưỡi cắt.
• Chất lượng bề mặt kém.
• Phải thay dao thường xuyên.
• Tăng chi phí sản xuất.

Ngược lại, lựa chọn đúng vật liệu giúp nâng cao hiệu quả gia công và đảm bảo độ ổn định trong quá trình sản xuất.

1. Dựa vào vật liệu gia công

Đây là tiêu chí quan trọng nhất.

Mỗi loại phôi sẽ yêu cầu vật liệu dao khác nhau.

2. Tốc độ cắt

Nếu gia công tốc độ cao, vật liệu dụng cụ cần:

• Giữ được độ cứng ở nhiệt độ cao.
• Chống mài mòn tốt.
• Chịu nhiệt ổn định.

Trong trường hợp này, carbide là lựa chọn phổ biến hơn so với thép gió (HSS).

3. Điều kiện gia công

Gia công liên tục và gia công gián đoạn sẽ yêu cầu vật liệu khác nhau.

Gia công liên tục

Ưu tiên:

• Độ cứng cao.
• Chống mài mòn.
• Khả năng chịu nhiệt.

Gia công gián đoạn

Ưu tiên:

• Độ dai.
• Khả năng chống sứt mẻ.
• Chịu va đập.

4. Khả năng chịu nhiệt

Trong quá trình cắt, nhiệt độ vùng cắt có thể rất cao.

Một vật liệu tốt cần:

• Không mất độ cứng khi nhiệt độ tăng.
• Hạn chế biến dạng.
• Duy trì khả năng cắt ổn định.

Đây là lý do các dụng cụ carbide phủ PVD hoặc CVD được sử dụng phổ biến trong gia công CNC hiện đại.

5. Khả năng chống mài mòn

Khả năng chống mài mòn quyết định tuổi thọ của dụng cụ.

Một vật liệu có khả năng chống mài mòn cao sẽ:

• Giảm số lần thay dao.
• Tăng thời gian gia công liên tục.
• Giảm chi phí vận hành.

6. Lớp phủ bề mặt

Ngoài vật liệu nền, lớp phủ cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất.

Một số lớp phủ phổ biến:

• TiAlN
• AlTiN
• TiCN
• DLC
• TiN

Việc lựa chọn lớp phủ phù hợp giúp:

• Giảm ma sát.
• Chống bám dính.
• Tăng khả năng chịu nhiệt.
• Nâng cao tuổi thọ dụng cụ.

7. Chi phí đầu tư

Không phải lúc nào vật liệu đắt nhất cũng là lựa chọn tốt nhất.

Doanh nghiệp cần cân nhắc giữa:

• Giá thành dụng cụ.
• Tuổi thọ.
• Hiệu suất gia công.
• Chi phí thay dao.

Một dụng cụ có giá cao hơn nhưng sử dụng lâu hơn vẫn có thể mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn.

Carbide hiện là lựa chọn phổ biến

Trong ngành gia công CNC hiện nay, carbide là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhờ:

• Độ cứng cao.
• Chịu nhiệt tốt.
• Chống mài mòn hiệu quả.
• Phù hợp với nhiều loại vật liệu gia công.

Carbide thường được ứng dụng trong:

• Dao tiện CNC.
• Dao phay ngón.
• Mảnh dao tiện.
• Mũi khoan.
• Dao cắt rãnh.

Kết luận

Lựa chọn đúng vật liệu dụng cụ cắt gọt không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ dao mà còn nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công. Khi lựa chọn, cần xem xét đồng thời vật liệu gia công, tốc độ cắt, điều kiện làm việc, khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn và lớp phủ bề mặt để đạt hiệu quả tối ưu.

Nếu muốn tìm hiểu chi tiết hơn về từng loại vật liệu sử dụng trong ngành cơ khí, bạn có thể tham khảo các bài viết:

• Vật liệu Carbide trong dụng cụ cắt gọt CNC
• Sự khác nhau giữa lớp phủ PVD và CVD trong dụng cụ cắt gọt
• 3 loại vật liệu chế tạo dụng cụ cắt gọt gia công cơ khí